Biogas Plant Exploitation in a Middle-Sized Dairy Farm in Poland: Energetic and Economic Aspects

Abstract

Although cow manure is a valuable natural fertilizer, it is also a source of extreme greenhouse gas emissions, mainly methane. For this reason, this study aims to determine the impact of investments in a biogas plant on the energy and economic aspects of the operation of a dairy farm. A farm with a breeding size of 600 livestock units (LSU) was adopted for the analysis. In order to reach the paper’s aim, the analysis of two different scenarios of dairy farm functioning (conventional–only milk production, and modern–with biogas plant exploitation) was conducted. The analysis showed that the investment in biogas plant operations at a dairy farm and in using cow manure as one of the main substrates is a more profitable scenario compared to traditional dairy farming. Taking into account the actual Polish subsidies for electricity produced by small biogas plants, the scenario with a functioning biogas plant with a capacity of 500 kW brings €332,000/a more profit compared to the conventional scenario, even when taking into account additional costs, including the purchase of straw to ensure a continuous operation of the installation. Besides, in the traditional scenario, building a biogas plant allows for an almost complete reduction of greenhouse gas emissions during manure storage.

The Effect of Heat Removal during Thermophilic Phase on Energetic Aspects of Biowaste Composting Process

“…This can change the composting plant into the very modern and energyefficient factories, which are characteristic for the coming Industry 4.0 [76]. The better energy efficiency of industrial plants and agriculture is one of the European Green Deal (EGD) policy elements currently being implemented in the EU [77]. This research, indicating the possibility of improving the composting process's efficiency by managing some of the heat generated (previously lost to the atmosphere), fits in with the recommendations of the new EGD policy.…”

Database System for Estimating the Biogas Potential of Cattle and Swine Feces in Poland

“…Construction of small and cheap agricultural biogas plants, is one of the best directions for disseminating the biowaste valorization technology [Dach et al, 2014;Pochwatka et al, 2020]. Its use in the production of biogas is an environmentally beneficial way not only to reduce this impact, but also to produce energy [Kozłowski et al, 2019b].…”

Alternatif Yakıt Biyogaz Potansiyelinin Model Bir İlçe için Araştırılması

“…Bu sebeple üretilen biyogazın bir kısmını içten yanmalı motorlarda, taşımada, elektrik üretiminde ve tarım amaçlı kullanılabileceği görülmektedir (Abubaker et al, 2012;Cucchiella et al, 2019;Scholwin et al, 2018). Bu çalışmada, her ne kadar biyogaz potansiyeli araştırılmış olsa da ekonomik değer olarak örneğin Polonya'da yapılan bir çalışmada sadece süt üretilen çiftlikle süt üretiminin yanında biyogaz üretimi de yapılan (600 büyük baş hayvanlı 500kW) çiftlik kıyaslandığında bütün yatırım ve giderler dâhil €332,000/yıl kazançlı olacağı ve yatırım maliyetini 6 yıl içerisinde karşılayacağı görülmektedir (Pochwatka et al, 2020). Bunların dışında, elde edilen sonuçlara göre doğaya kontrolsüz olarak salınan ve sera gazı etkisini artıracak olan 3.464.046 (m 3 /yıl) metan gazı yakılıp karbondioksite çevrilerek geri dönüşüme kazandırılacaktır (Niskanen & Magnusson, 2021).…”

“…Hammadde miktarı ve ulaşımı, kullanım kolaylığı, üretim süreci sonucu oluşan biyogübre potansiyeli gibi faktörlerden dolayı biyogaz üretimi alternatif yakıtlar içerisinde biraz daha ön plana çıkmaktadır (Cestonaro et al, 2015;Chuanchai & Ramaraj, 2018;Feiz et al, 2020;Panuccio et al, 2016;Quintanar-Orozco et al, 2018). Biyogaz üretimi doğadaki organik maddelerden ve atıklardan metonajen bakterileri tarafından kendiliğinden gerçekleştirilir ancak oluşan metan gazı karbondioksitle birlikte üretilen sera gazının etkinliğini artırırken hava kirliliğine de sebep olmaktadır (Khalil, 2003;Pochwatka et al, 2020). Araştırmalar eğer dünyadaki metan salınımı son 20 yıldaki gibi devam ederse, metanın küresel ısınmaya etkisinin karbondioksitten 84 kat daha güçlü olacağını belirtmektedir (Chukeaw et al, 2021).…”

“…Dünyada 6 milyar ton/yıl atık oluşurken kişi başı atık üretimi ise 165-225 kg/yıl olarak hesaplanmaktadır (Ferreira et al, 2019;Pavi et al, 2017;Scarlat et al, 2018;Siddique et al, 2020). Bu atıkların oluşturduğu hava kirliliği ve küresel ısınmaya ek olarak doğaya salınan metan gazının yaklaşık %59'unun zirai kökenli olduğu tespit edilmiştir (Pochwatka et al, 2020). Organik kökenli atıklardan kontrollü şekilde biyogaz üreterek alternatif enerji miktarını artırmak gerekmektedir.…”